Developing suitable polymer semiconductors for the application in bioFETs

Promotie: dhr. F. Brouwer, 16.15 uur, Aula Academiegebouw, Broerstraat 5, Groningen

Proefschrift: Developing suitable polymer semiconductors for the application in bioFETs

Promotor(s): prof.dr. J.C. Hummelen

Faculteit: Wiskunde en Natuurwetenschappen

Plastic elektronica voor biosensoren

Chemicus Frank Brouwer beschrijft in zijn proefschrift de ontwikkeling van nieuwe geconjugeerde polymeren om toe te passen in biosensoren. Geconjugeerde polymeren zijn plastics die als halfgeleider in elektronische componenten kunnen worden gebruikt, met name als het gaat om massaproductie tegen lage kosten. Het onderzoek van Brouwer past in het bioFET-programma, dat de ontwikkeling van een nieuw type microbiosensor ten doel heeft. Daarmee moet het mogelijk worden om wereldwijd besmettelijke ziektes te detecteren. Met de huidige technologie, gebaseerd op silicium, ligt de kostprijs te hoog om op grote schaal bevolkingsonderzoek te doen.

Of polymeren hiervoor geschikt zijn hangt af van de aanwezigheid van lange ketens met een regelmatige structuur en de vraag of hoge chemische zuiverheid kan worden bereikt. In het eerste deel van zijn proefschrift beschrijft Brouwer de synthese van enkele monomeren. Door optimalisatie en modificaties van bestaande methodes konden op grote schaal bithiofeenmonomeren worden gemaakt. Het tweede deel van het proefschrift beschrijft de polymerisatie van deze monomeren. Tijdens het onderzoek bleek dat de traditionele methodes om deze polymeren te maken (Stille- en Suzuki-koppeling) niet de gewenste structuur en zuiverheid opleveren. Dankzij gedetailleerde analyse van de materialen met behulp van MALDI TOF-massaspectroscopie kon een nieuwe polymerisatiemethode worden ontwikkeld. Door gebruik te maken van bis(pinacolato)diboor (BiPi) is het mogelijk om in-situ symmetrische bis-broommacromonomeren te functionaliseren en te polymeriseren. Deze polymeren hebben een regelmatigere structuur en bevatten minder 'onzuiverheden'. Dankzij het milde karakter van de nieuwe BiPi polymerisatiemethode is die te gebruiken voor een breed scala aan monomeren en is daarmee een handig gereedschap voor andere chemici.

Frank Brouwer (Stadskanaal, 1980) studeerde scheikunde in Groningen. Het onderzoek werd uitgevoerd in samenwerking met het Stratingh Institute for Chemistry en het Zernike Institute for Advanced Materials van de RUG, en gefinancierd door Nanoned. Brouwer werkt inmiddels bij het chemisch bedrijf Stahl in Waalwijk aan de ontwikkeling van polyurethaan coatings.